曾幾何時(shí)，戴一塊機(jī)械表需要大約30秒的時(shí)間來調(diào)整，然后戴一塊數(shù)字電子表，每天和每個(gè)月都需要幾秒鐘來調(diào)整，然后我買了一塊石英表，雖然感覺不太錯(cuò)，但似乎要花一年半的時(shí)間來調(diào)整。直到最近買了一個(gè)智能手表，才知道自己原來也是這么個(gè)老習(xí)慣。我是個(gè)喜歡玩電子游戲的人，經(jīng)常會(huì)因?yàn)橥涥P(guān)機(jī)而感到后悔，覺得時(shí)間好像被遺忘了。現(xiàn)在用手機(jī)和電腦看時(shí)間，從來沒有調(diào)整過，但有時(shí)還是覺得不舒服，總覺得時(shí)間不對(duì)。 其實(shí)這種感覺是非常正確的，電腦和手機(jī)在有網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候都會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)，誤差是非常正常的，尤其是電腦，總是會(huì)發(fā)現(xiàn)時(shí)間不準(zhǔn)確，但是現(xiàn)在這個(gè)問題似乎存在，或許自動(dòng)校準(zhǔn)更加以人為本。
我們生活中的時(shí)間大錯(cuò)特錯(cuò)并不重要，但在科學(xué)研究中，很多時(shí)候需要非常精確，比如GPS衛(wèi)星系統(tǒng)，它每天積累1111的定位偏差，而不考慮相對(duì)論時(shí)間膨脹效應(yīng)——變成地球軌道中的太空垃圾。因此，科學(xué)家們一直在研究精確的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，例如銫原子鐘，它利用電子發(fā)出的精確微波信號(hào)，將能量水平轉(zhuǎn)換為使時(shí)鐘計(jì)時(shí)至2000萬(wàn)年以內(nèi)。
但是，這樣的精確度仍然不足以滿足人民日益增長(zhǎng)的科學(xué)需求，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所的科學(xué)家們已經(jīng)提出了最終NIST解決方案——至少目前是這樣：將鍶原子量（鍶）氣體壓縮成三維光學(xué)晶格。
以前，最先進(jìn)的原子鐘在一維光柵中排列大量的原子，用可見光來控制時(shí)鐘，這就造成了更多的時(shí)間振蕩，理論上使用的原子數(shù)量越多，時(shí)鐘就越精確。而現(xiàn)在利用光電效應(yīng)制造出一種新的技術(shù)——光頻率梳（OF），通過改變光源發(fā)出光的波長(zhǎng)和相位，就可以使原子排列得更加有序。這種技術(shù)目前已經(jīng)被廣泛采用。但也存在一個(gè)問題，即原子越多，它們之間的相互作用就越多，抵消了精度的提高，而來自振動(dòng)原子信號(hào)會(huì)變得更加模糊，量子力學(xué)效應(yīng)也會(huì)在不知不覺中證明它們的力量。
每個(gè)鍶原子在排列整齊的三維光學(xué)晶格中正好占有一個(gè)晶格，減少了原子相互作用對(duì)時(shí)鐘精度的影響，而增加原子密度則提高了時(shí)鐘精確度，使鍶光晶格鐘有可能同時(shí)質(zhì)疑數(shù)百萬(wàn)個(gè)原子，在平均1小時(shí)內(nèi)達(dá)到5X10^-19的測(cè)量精度。（3）目前世界上最快的銣原子晶體被稱為'世界第一大銫原子晶體',其壽命為100萬(wàn)年左右。如果將這種晶體制成激光光源，那么每秒可以發(fā)出500萬(wàn)億次光子。研究人員稱，以前最精確的原子鐘可以精確到每秒，誤差為150億年。即使你在等待另一個(gè)宇宙誕生，也要等待它失去一秒鐘。最新的三維量子氣體鍶原子鐘將這一精度提高了20倍。
那么，這個(gè)超精密時(shí)鐘的意義是什么呢？ 研究人員說， 它能幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于宇宙的秘密， 例如，研究暗物質(zhì)， 它們可以通過超精密時(shí)鐘的時(shí)鐘來探測(cè)；通過測(cè)量引力對(duì)時(shí)間的作用， 也能了解地球上生物如何適應(yīng)太空環(huán)境。這聽起來似乎有些不可思議，但是科學(xué)家卻對(duì)此表示肯定。他們相信，如果這個(gè)系統(tǒng)能夠很好地工作的話，人類將很快進(jìn)入21世紀(jì)。 也許可以用一個(gè)更精確的時(shí)鐘來制造一個(gè)桌面型引力波探測(cè)器，而不需要在桌子上擺上幾公里長(zhǎng)的探臂就能看到兩個(gè)黑洞在幾十億光年之外合并所產(chǎn)生的時(shí)空波，甚至可以直接測(cè)量引力的微小變化，從而為廣義相對(duì)論和量子力學(xué)相結(jié)合的量子引力理論創(chuàng)造有利條件。
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